विद्युतीय क्षेत्र भनेको बिजुली चार्जको वरिपरिको क्षेत्र हो जहाँ अन्य चार्जहरूद्वारा बल अनुभव गरिन्छ। यो क्षेत्र एक भेक्टर क्षेत्र हो, यसको अर्थ यसको परिमाण र दिशा दुवै छ। विद्युतीय क्षेत्रहरू इलेक्ट्रोस्ट्याटिक्सको अध्ययनमा आधारभूत हुन्छन् र चार्जहरू कसरी एकअर्कासँग अन्तरक्रिया गर्छन् भन्ने बारेमा महत्वपूर्ण अन्तरदृष्टि प्रदान गर्दछ। यी अन्तरक्रियाहरू भौतिक विज्ञान र इन्जिनियरिङमा धेरै घटनाहरूको आधारशिला हुन्।
विद्युतीय क्षेत्रहरू विद्युतीय चार्जहरू वा फरक चुम्बकीय क्षेत्रहरूद्वारा सिर्जना गरिन्छन्। अन्तरिक्षको कुनै बिन्दुमा विद्युतीय क्षेत्र \(E\) को बल \(F\) प्रति एकाइ चार्ज \(q\) को रूपमा परिभाषित गरिएको छ त्यो बिन्दुमा राखिएको सानो सकारात्मक परीक्षण चार्जले अनुभव गरेको, गणितीय रूपमा यसरी व्यक्त गरिएको छ: \( E = \frac{F}{q} \) फिल्डको दिशा भनेको फिल्डमा राखिएको खण्डमा सकारात्मक परीक्षण शुल्कले अनुभव गर्ने बलको दिशा हो।
बिन्दु चार्जको कारणले बिन्दु चार्ज \(Q\) चार्जबाट \(r\) कोलोम्बको नियमद्वारा दिइएको छ: \( E = \frac{kQ}{r^2} \) जहाँ \(k\) कुलम्बको स्थिरता हो \(8.987 \times 10^9\, \textrm{एन म}^2/\textrm{सी}^2\) , \(Q\) चार्जको परिमाण हो, र \(r\) चार्जबाट बिन्दु सम्मको दूरी हो जहाँ फिल्ड गणना भइरहेको छ। क्षेत्रको दिशा रेडियल छ र चार्जबाट टाढा छ यदि \(Q\) सकारात्मक छ र चार्ज तिर यदि \(Q\) ऋणात्मक छ।
बिजुली क्षेत्र रेखाहरू काल्पनिक रेखाहरू हुन् जुन यसरी कोरिएको छ कि कुनै पनि बिन्दुमा तिनीहरूको दिशा त्यो बिन्दुमा फिल्डको दिशा जस्तै हो। तिनीहरूले बिजुली क्षेत्रहरू कल्पना गर्ने तरिका प्रदान गर्छन्। बिजुली क्षेत्र रेखाहरू कोर्ने नियमहरू निम्नानुसार छन्:
दुई बिन्दु चार्जहरू बीचको विद्युतीय क्षेत्रसँग व्यवहार गर्दा, एक बिन्दुमा शुद्ध विद्युत क्षेत्र प्रत्येक चार्जद्वारा स्वतन्त्र रूपमा सिर्जना गरिएका क्षेत्रहरूको भेक्टर योग हो। एउटै चिन्हको चार्जहरूको लागि, फिल्ड लाइनहरूले एकअर्कालाई घृणा गर्छन्, जबकि विपरीत शुल्कहरूको लागि, रेखाहरू सकारात्मकबाट नकारात्मक चार्जमा निर्देशित हुन्छन्, जसले आकर्षणलाई संकेत गर्दछ।
एक समान बिजुली क्षेत्र एक हो जसमा फिल्डको प्रत्येक बिन्दुमा क्षेत्र बल समान हुन्छ। यो सामान्यतया समानान्तर, समान दूरी रेखाहरू द्वारा प्रतिनिधित्व गरिन्छ। एकसमान विद्युतीय क्षेत्रको एक सामान्य उदाहरण विपरित चार्ज भएका दुई ठूला समानान्तर सञ्चालन गर्ने प्लेटहरू बीचको क्षेत्र हो। एकसमान विद्युतीय फिल्डमा फिल्ड बल यसरी गणना गर्न सकिन्छ: \( E = \frac{V}{d} \) जहाँ \(V\) प्लेटहरू बीचको सम्भावित भिन्नता हो र \(d\) दूरी छुट्याउने हो। उनीहरु।
विद्युतीय द्विध्रुवमा सानो दूरीले छुट्याइएका दुई बराबर र विपरीत शुल्कहरू हुन्छन्। द्विध्रुवको लागि फिल्ड ढाँचाले रेखाहरू देखाउँछ जुन सकारात्मक चार्जमा सुरु हुन्छ र ऋणात्मक चार्जमा समाप्त हुन्छ। द्विध्रुव बाहिरका रेखाहरू ठूला दुरीमा एकल चार्जको जस्तै हुन्छन्, तर चार्जहरू बीचको क्षेत्रमा, रेखाहरूले ऋणात्मक चार्ज तिर फर्कनु अघि बाहिरी तिर घुम्ने फरक ढाँचा प्रदर्शन गर्दछ। यो ढाँचाले द्विध्रुव वरपरको विद्युतीय क्षेत्रको गैर-एकसमान प्रकृतिलाई चित्रण गर्छ।
बिजुली क्षेत्र ढाँचा बुझ्न विभिन्न विद्युतीय र इलेक्ट्रोनिक उपकरणहरू डिजाइन र विश्लेषण गर्न महत्त्वपूर्ण छ। एकसमान बिजुली क्षेत्रहरू भएका क्यापेसिटरहरूको सरल डिजाइनदेखि लिएर अर्धचालक उपकरणहरूमा जटिल संरचनाहरूमा जहाँ तिनीहरूको सञ्चालनको लागि विद्युतीय क्षेत्र ढाँचाहरूको नियन्त्रण आवश्यक हुन्छ। थप रूपमा, विद्युतीय क्षेत्र ढाँचाहरूले प्लाज्मा भौतिकी, बिजुली निर्माण, र जैविक प्रणालीहरूमा पनि घटनाहरू बुझ्न मद्दत गर्दछ जहाँ विद्युतीय क्षेत्रहरू तंत्रिका संकेत प्रसारणमा प्रयोग गरिन्छ।
बिजुली क्षेत्रको ढाँचाहरू हेर्नको लागि, एउटा सामान्य प्रयोग भनेको विद्युत आपूर्तिमा जडान भएका दुई इलेक्ट्रोडहरू बीच कन्डक्टिभ पेपर राख्नु र कागजमा लाइकोपोडियम पाउडर छर्कनु हो। जब भोल्टेज लागू हुन्छ, पाउडरले आफैलाई बिजुली क्षेत्र रेखाहरूसँग व्यवस्थित गर्दछ, ढाँचाहरूलाई प्रत्यक्ष रूपमा अवलोकन गर्न अनुमति दिन्छ। यो प्रयोगले विद्युतीय क्षेत्र रेखाहरू र ढाँचाहरूको सिद्धान्तहरूलाई मूर्त रूपमा देखाउँछ।
विद्युतीय क्षेत्र ढाँचाहरूले चार्ज गरिएका कणहरू बीचको अन्तरक्रियाहरू बुझ्नको लागि दृश्य र गणितीय रूपरेखा प्रदान गर्दछ। यो एक समान विद्युतीय क्षेत्रमा चार्जमा बल गणना गर्ने होस् वा द्विध्रुव क्षेत्रहरूमा जटिल ढाँचाहरूको विश्लेषण गर्ने हो, विद्युतीय क्षेत्रहरू र तिनीहरूको ढाँचाहरूको अवधारणा समग्र रूपमा इलेक्ट्रोस्ट्याटिक्स र इलेक्ट्रोमग्नेटिज्मको अध्ययनको आधारशिला हो।
